福州大学电机学(下)2008年期末考试卷

福州大学2008～2009学年第一学期考试A卷

课程名称《电机学（下）》考试日期 2008/12/18

考生注意事项：

1、本试卷共 4页，请查看试卷中是否有缺页。

2、考试结束后，考生不得将试卷、答题纸和草稿纸带出考场。

一、填空题(每小题1 分，共30 分)

1、汽轮发电机的原动机为汽轮机，转子转速较___________，极对数较_________，采用_____________极式结构。

2、同步发电机中，阻尼绕组起抑制转子______________的作用，同步电动机和补偿机中，阻尼绕组主要作为______________使用。

3、为维持同步发电机的__________不变，必须随有功负载的变化调节___________；为保持同步发电机的___________不变，必须随无功负载的变化相应地调节____________。

4、同步电机的内功率因数角ψ=90o时，电枢反应磁动势作用在__________（交轴、直轴）上，起_________（助磁、去磁）作用，为保持气隙磁场不变，必须使发电机运行在_____________（过励、欠励）状态。

5、同步发电机带电阻电感性负载运行，卸去负载后，呈________（去磁、助磁）作用的电枢反应将随着电枢电流同时消失，因此端电压就会________（下降、上升）。

6、同步电机的短路比是一个重要参数，当发电机有较大短路比时，其

dx________ （较大、较小），负载引起的端电压的变化__________，稳定性

________（较差、较好）。

7、增大原动机的输入功率，同步发电机输出的有功功率________ ，无功功率________ 。若要求只改变有功功率，则必须在增大输入功率的同时，适当 ________励磁电流。

8、欠激运行的同步发电机其内功率因数角ψ的范围为______________，它将向电网输送________性的无功功率。

9、三相凸极同步发电机，电枢绕组匝数减少，dx数值____________；电机气隙减小，dx数值____________；电机铁心饱和程度提高，dx数值_____________；激磁绕组匝数增加，dx数值_____________；电机转速增加，dx数值_____________。（增大、减小、不变）。

10、利用三相同步发电机___________特性曲线和___________特性曲线可以测定不饱和同步电抗；利用三相同步发电机___________特性曲线和___________特性曲线可以测定饱和同步电抗。 11、同步发电机短路运行时，其电枢电流只有_______轴分量，它所产生的电枢反应为纯粹的_____磁作用。短路特性的形状为_________线。

12、用灯光黑暗法判定同步发电机是否可以并入电网时，如发现灯光轮流亮灭（灯光旋转），说明

两者的___________不一致，如发现灯光闪烁速度较快，说明两者的___________差别较大，如发现灯光不能完全熄灭，说明两者的___________差别较大，理想的并网时刻是在灯光______________________时。

13、比较下列各种情况下运行时同步电机的稳定性：短路比较大_________短路比较小，过励状态下运行__________欠励状态下运行，轻载状态下运行__________满载状态下运行，直接接到电网_________通过外电抗接到电网。（大于、等于、小于）

14、请为直流电机的下列导磁部件分配合适的材料：主磁极选用____________，转子铁芯选用____________，定子磁轭选用____________。（导磁钢板、导磁钢片、硅钢片）

15、直流电机的电枢磁势为____________波，电枢磁通密度波形曲线呈____________形。

16、直流发电机电刷从交轴位置逆着旋转方向移动一个小角度，此时直轴电枢反应磁势 adF 的方向与主磁极极性方向______________，起__________磁作用。

17、并励发电机在额定转速下不考虑磁路饱和，在下列情况下空载电压将如何变化：⑴每极磁通减少10%，空载电压减少________10%；⑵励磁电流减少10%，空载电压减少_____________10%；⑶励磁回路电阻减少10%，空载电压增加_____________10%。（大于、等于、小于）

18、直流电动机的调速方法有：

（1）_____________________________________________，

（2）_________________ ________________，

（3）________ _________________________。

二、简答作图题(每小题 8 分，共 40 分)

1、试作一左行单叠直流绕组的展开图，并画出磁极和电刷的位置（2p=4，Z=K=20）

2、试从物理概念上分析为什么同步发电机的短路特性是一条直线？

3、同步发电机单独供给一对称负载且保持转速不变时，定子电流的功率因数由什么决定？发电机与大电网并联运行时，定子电流的功率因数又由什么决定？

4、做直流发电机实验时，若并励直流发电机的端电压升不起来，应该如何处理？

5、设正常运行时，一并励直流电动机的电阻压降为外施电压的5%，现励磁回路发生断路，设负载转矩为额定值不变，试问下列两情况下该机的电流和转速？（1）当剩磁为每极磁通的10%；（2）当剩磁为每极磁通的1%。

三、计算题(每小题 15 分，共 30 分)

1.一台隐极式电机：S N=31250kVA，U N=10.5kV，Y接法，COSθN=0.8（滞后），定子每相同步电抗X S=7.0Ω，r a不计,发电机并联运行于无穷大电网。试求：

(1)当发电机在额定状态下运行时，功角δN；三相总电磁功率P M；静态过载倍数KM各为多少？

(2)发电机原来在额定状态下运行，现仅将其励磁电流加大10%,功角δN；三相总电磁功率P M；功率因数COSθ将变为多少？（不考虑磁路饱和影响）

2.一台四极82kW、230V、970r/min的并励发电机，电枢电路总电阻r a=0.0259Ω,并励绕组每极有78.5匝，四极串联后的总励磁电阻r f = 22.8Ω,额定负载时，并励电路串入

3.7Ω的调节电阻，一对电刷压降2△U b = 2V,基本铁耗及机械损耗P Fe+P mec =

4.3 kW,附加损耗P ad=0.005P N。试求：额定负载时，发电机的输入功率，电磁功率，电磁转矩和效率，画出功率流程图。